前言
我已經(jīng)浪費(fèi)了太多的時(shí)間在尋找定位軟件上了换淆，因此這值得我去寫下如何去做。當(dāng)然几颜，在地球表面計(jì)算距離意味著計(jì)算大圓距離倍试，可以通過(guò)半正矢公式計(jì)算，也稱之為球面余弦定律公式蛋哭。問(wèn)題是：
給出一個(gè)具有經(jīng)緯度的位置表县习，其中哪個(gè)位置最靠近給出的定位？
位置數(shù)據(jù)表
你是否想問(wèn)在哪里我可以找到一張具有經(jīng)緯度的位置表谆趾？你可以在互聯(lián)網(wǎng)上搜索“郵政編碼免費(fèi)下載”或者“免費(fèi)郵編下載”躁愿。然后將其加載到MySQL表中。有很多不同類型的地理數(shù)據(jù)可以下載沪蓬，附帶經(jīng)緯度位置彤钟。
這是SQL Server數(shù)據(jù)的美國(guó)郵政編碼數(shù)據(jù)包，如果你正好需要的話跷叉。
本文中的邏輯適用于MySQL逸雹，MariaDB， PostgreSQL云挟，和微軟的SQL Server梆砸。Oracle的工作方式有一點(diǎn)不同；這里有一篇文章講述了如何在Oracle中實(shí)現(xiàn)园欣。
請(qǐng)慎重的使用郵政編碼數(shù)據(jù)作為確定位置的方法帖世。郵政編碼僅被設(shè)計(jì)用于幫助優(yōu)化郵政投遞。他們的數(shù)據(jù)用途有限俊庇，并且可能帶來(lái)錯(cuò)誤的結(jié)果狮暑。例如，這是一篇地理學(xué)家寫的關(guān)于美國(guó)密西根州弗林特市水危機(jī)的文章辉饱。在很長(zhǎng)一段時(shí)間搬男，弗林特市的孩子似乎沒(méi)有鉛中毒，因?yàn)檠芯繂T只看他們家的郵政編碼去找出他們住在哪里彭沼。但是他們鉛中毒了缔逛，別和密歇根州政府犯相同的錯(cuò)誤。
煩人卻必要的地理
緯度和經(jīng)度用度數(shù)表示。緯度描述了一個(gè)點(diǎn)在赤道以北或以南的距離褐奴。赤道上的點(diǎn)的緯度是零按脚。北極的正（北）緯度為90度，并且南極是負(fù)（南）緯度-90度敦冬。相應(yīng)的辅搬，北半球的位置有著正緯度，并且南半球的位置有著負(fù)的緯度脖旱。
經(jīng)度描述了一個(gè)點(diǎn)從本初子午線向東的距離：地球表面從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的任意直線堪遂。位于美國(guó)紐約市的帝國(guó)大廈的經(jīng)度為負(fù)（西），具體來(lái)說(shuō)為-73.9857萌庆。印度阿格拉的泰姬陵經(jīng)度為正（東經(jīng)）溶褪，具體為78.0422。英國(guó)倫敦附近的格林威治天文臺(tái)践险，根據(jù)定義猿妈，經(jīng)度為零。
因此巍虫，緯度是范圍內(nèi)的值[-90彭则，90]。經(jīng)度是范圍（-180垫言，180）內(nèi)的值贰剥。這些值有時(shí)以度、分和秒表示筷频，而不是以度和小數(shù)表示蚌成。如果你打算做計(jì)算，先把分和秒轉(zhuǎn)換成小數(shù)凛捏。
在拿破侖時(shí)代担忧，米是最早被定義的，所以從赤道到兩極有一千萬(wàn)米坯癣。原來(lái)緯度上的米數(shù)是10000000/90或111.111公里瓶盛。但是地球有點(diǎn)凸起，因此111.045公里/度被認(rèn)為是一個(gè)更好的近似值示罗。
在這里我們?yōu)榱朔奖阌?jì)算惩猫，我們假設(shè)地球是一個(gè)球體。雖然這不是真的蚜点。它在赤道上有點(diǎn)凸起轧房，但是定位問(wèn)題，我們假設(shè)是球體就足夠了绍绘。
這個(gè)公式（111.045公里/度）在你向北或者向南移動(dòng)的時(shí)候很好用奶镶。如果你在改變你的緯度而不是經(jīng)度迟赃。如果你在向東或者向西移動(dòng)、在改變你的經(jīng)度厂镇、在赤道上纤壁，它也能起作用。但是在赤道的南北邊捺信，經(jīng)度線越來(lái)越接近酌媒，所以如果你向西或向東移動(dòng)一個(gè)刻度，你移動(dòng)的距離就會(huì)小于111.045千米残黑。當(dāng)你往東或往西走一度時(shí)馍佑，你實(shí)際移動(dòng)的距離實(shí)際上是公里數(shù)斋否。
111.045 * cos(latitude)
我們?cè)谝恍┯?guó)殖民地里使用英里梨水。海里是指緯度的一分鐘（1/60度）。所以每度有69法定英里或每度60海里茵臭。如果你正在處理這樣的應(yīng)用疫诽，如GPS控制耕牛隊(duì)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)它有助于知道有552浪（長(zhǎng)度單位旦委，相當(dāng)于220碼奇徒、201米或?英里）每度。一些以美國(guó)為中心的應(yīng)用程序擾亂了經(jīng)度缨硝。對(duì)西半球的位置來(lái)說(shuō)摩钙，它們是正的而不是負(fù)的。如果你在調(diào)試什么東西查辩，要注意這個(gè)
大圓距離公式
任意兩點(diǎn)沿（球面）地球表面的距離是多少胖笛？用度數(shù)表示，用他們的經(jīng)緯度表示宜岛？這是由球余弦定理长踊，或者半正矢公式決定的。這是MySQL語(yǔ)法中的：
DEGREES(ACOS(COS(RADIANS(lat1)) * COS(RADIANS(lat2)) *
COS(RADIANS(long1) - RADIANS(long2)) +
SIN(RADIANS(lat1)) * SIN(RADIANS(lat2))))
它是地球表面的距離萍倡。當(dāng)這些地方是你的公寓和當(dāng)?shù)爻猩肀祝蛘呤前拇罄麃喯つ岷捅鶏u雷克雅未克的機(jī)場(chǎng)時(shí)，它也同樣適用列敲。注意阱佛，這個(gè)結(jié)果是以度為單位的。這意味著如果我們想要以公里為單位的距離戴而，我們必須將它乘以111.045凑术，即每度公里的數(shù)值。
請(qǐng)注意MS SQL Server需要使用一個(gè)float或double來(lái)表示RADIANS填硕。RADIANS(30) 返回的是有問(wèn)題的值麦萤，但是RADIANS(30)能正常工作鹿鳖。一般來(lái)說(shuō)，MS SQL Server不會(huì)可靠的強(qiáng)制整integer類型的值轉(zhuǎn)換為float或者double類型壮莹，所有請(qǐng)小心翅帜，不要在你需要使用float的時(shí)候使用integer類型。此外命满，請(qǐng)記住美國(guó)郵政編碼雖然看起來(lái)像數(shù)字涝滴，但是其實(shí)是字符串。我住的地方郵政編碼是'01950'胶台，這和1950是不一樣的歼疮。
查詢最近的位置
為了在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到與給定點(diǎn)的最近的點(diǎn)，我們可以這樣寫查詢诈唬。讓我們使用經(jīng)度為-70.81韩脏、緯度為42.81的點(diǎn)。這個(gè)MySQL查詢按照距離的順序查找離給定點(diǎn)最近的15個(gè)點(diǎn)铸磅。
可以在這邊測(cè)試：http://sqlfiddle.com/#!9/21e06/1
SELECT zip, primary_city, latitude, longitude,
111.045* DEGREES(ACOS(COS(RADIANS(latpoint))
* COS(RADIANS(latitude))
* COS(RADIANS(longpoint) - RADIANS(longitude))
+ SIN(RADIANS(latpoint))
* SIN(RADIANS(latitude)))) AS distance_in_km
FROM zip
JOIN (
SELECT 42.81 AS latpoint, -70.81 AS longpoint
) AS p ON 1=1
ORDER BY distance_in_km
LIMIT 15
注意使用連接將latpoint和longpoint放入查詢中赡矢。這樣編寫查詢很方便，因?yàn)楣街卸啻我昧薼atpoint和longpoint阅仔。（MySQL不需要使用
ON 1=1吹散，但是PostgreSQL需要）
(在SQL Server中, 使用SELECT TOP(15) zip …來(lái)替換LIMIT 15.)
非常好，我們做到了八酒，對(duì)吧空民？別著急!這個(gè)查詢雖然是正確的，但是他很慢羞迷。
優(yōu)化
查詢速度很慢是因?yàn)樗仨殲槊總€(gè)可能的點(diǎn)對(duì)計(jì)算半正矢公式界轩。因此，它使你的MySQL服務(wù)器做了很多數(shù)學(xué)運(yùn)算闭树，并強(qiáng)制它掃描整個(gè)位置表耸棒。如何優(yōu)化？如果我們能在表中的緯度和經(jīng)度列上使用索引报辱，那就太好了与殃。為此，我們引入一個(gè)約束碍现。假設(shè)我們只關(guān)心郵政編碼表中距離（latpoint幅疼，longpoint）50公里以內(nèi)的點(diǎn)。讓我們找出如何使用索引來(lái)消除更遠(yuǎn)的點(diǎn)昼接。
請(qǐng)記住爽篷，根據(jù)本文前面的背景信息，緯度是111.045公里慢睡。所以逐工，如果緯度列上有一個(gè)索引铡溪，我們可以使用類似這樣的SQL子句來(lái)消除太北或太南的點(diǎn)，這些點(diǎn)可能不在50公里之內(nèi)泪喊。
latitude BETWEEN latpoint - (50.0 / 111.045)
AND latpoint + (50.0 / 111.045)
這個(gè)WHERE語(yǔ)句允許MySQL在計(jì)算半正矢距離公式之前使用索引省略許多緯度點(diǎn)棕硫。它允許MySQL對(duì)緯度索引執(zhí)行范圍掃描。
最后袒啼，我們可以使用一個(gè)類似但更復(fù)雜的SQL子句來(lái)消除太東或太西的點(diǎn)哈扮。這個(gè)條款更復(fù)雜，因?yàn)榻?jīng)度是離我們移動(dòng)的赤道越遠(yuǎn)的距離越小蚓再。請(qǐng)看下面公式：
longitude BETWEEN longpoint - (50.0 / (111.045 * COS(RADIANS(latpoint))))
AND longpoint + (50.0 / (111.045 * COS(RADIANS(latpoint))))
因此滑肉，將所有這些放在一起，這個(gè)查詢將查找（latpoint摘仅，longpoint）50公里范圍內(nèi)的最東邊15個(gè)點(diǎn)靶庙。
盡管這個(gè)查詢有點(diǎn)復(fù)雜，但它利用了緯度和經(jīng)度索引实檀，并且工作效率很高惶洲。
請(qǐng)注意，作為整個(gè)查詢的一部分膳犹，我們加入了這個(gè)子查詢。
SELECT 42.81 AS latpoint, -70.81 AS longpoint,
50.0 AS radius, 111.045 AS distance_unit
這樣做的目的是使應(yīng)用軟件更容易提供查詢所需的參數(shù)签则。Latpoint和Longpoint是您需要附近位置的特定位置须床。radius指定搜索應(yīng)該走多遠(yuǎn)。最后渐裂，如果你想用公里表示距離豺旬，距離單位應(yīng)該是111.045。如果你想用英里表示距離柒凉，應(yīng)該是69.0族阅。
極限對(duì)角線距離
但是，這個(gè)邊界查詢有可能返回距離（latpoint膝捞，longpoint）對(duì)角線超過(guò)50km的一些點(diǎn)：它只檢查一個(gè)邊界矩形坦刀，而不是對(duì)角線距離。讓我們?cè)鰪?qiáng)查詢以消除超過(guò)50公里的點(diǎn)蔬咬。
使用英里而不是公里
最后鲤遥，許多人需要用英里而不是公里來(lái)計(jì)算他們的距離。這很簡(jiǎn)單林艘。只需將距離單位的值更改為69.0盖奈。
這是一個(gè)基于經(jīng)緯度的典型商店查找程序或位置查找程序的查詢。應(yīng)該能夠適應(yīng)你的使用狐援，沒(méi)有太多的麻煩钢坦。
將此查詢適應(yīng)其他位置表定義
當(dāng)然究孕，這個(gè)查詢是用一個(gè)特定的ZIP表定義（一個(gè)美國(guó)郵政編碼表）編寫的。該zip表包含名為zip爹凹、primary_city蚊俺、latitude和longitude等字段。請(qǐng)注意逛万，該表在查詢中由FROM zip AS z引用泳猬。所以它的別名是z。
你的位置表很可能有不同的列宇植。重寫此查詢來(lái)適應(yīng)你的查詢應(yīng)該很簡(jiǎn)單得封。在查詢中查找稱為z.something的字段，并用表中的字段名替換這些字段指郁。例如忙上，如果你的表名為shop，并且有shopname闲坎、shoplat和shoplong字段疫粥，那么你把z.shopname替換為z.primary_city，以此類推腰懂。你將通過(guò)在查詢中包含FROM SHOP as z來(lái)引用表梗逮。
原文地址：http://www.plumislandmedia.net/mysql/haversine-mysql-nearest-loc
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